Fault Risk Analysis Method of Instrument and Control System in Nuclear Power Plant
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摘要: 为满足核电站仪控系统故障定位快速准确、风险分析可靠全面的需求，提出了一种基于风险自动分析模型的仪控系统故障风险分析方法。首先，将传统的系统内嵌式自诊断分析、基于故障模式与影响分析（FMEA）、逻辑信号自动化分析技术相融合构建了风险自动分析模型；然后基于风险自动分析模型开发了故障风险自动化分析融合平台；最后通过实例分析验证所提方法的有效性。实践表明该方法可有效提高故障精准定位效率，减少故障风险分析时间，降低人因失误风险。Abstract: In order to meet the requirements of rapid accurate fault location and comprehensive reliable risk analysis of instrument and control system in nuclear power plant, a fault risk analysis method of instrument and control system based on automatic analysis model is proposed. Firstly, the traditional system embedded self-diagnostic analysis, FMEA and automatic analysis of logic signals are integrated to build an automatic risk analysis model. Then, an automatic analysis fusion platform for fault risk is developed based on the automatic risk analysis model. Finally, the effectiveness of the proposed method is verified by example analysis. Practice shows that this method can effectively improve the efficiency of accurate fault location, reduce the fault risk analysis time, and reduce the risk of human error.
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Key words:
- Fault location /
- Self-diagnostic analysis /
- FMEA /
- Automatic analysis of logic signals
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图 1 仪控系统典型故障维护响应处理流程
APS—报警显示系统；CR—状态报告
Figure 1. Response and Processing Flow of Typical Fault Maintenance for Instrument and Control System
图 3 逻辑信号自动化分析流程框图
PID—生产过程仪表控制图
Figure 3. Flowchart of Logic Signal Automatic Analysis
表 1 故障影响分级相关参数说明
Table 1. Explanation of Relevant Parameters for Fault Impact Classification
等级 后果严重性 可测难度 发生频率 I 直接导致安全功能误动或拒动 电站设备驱动后反馈自动显示（阀门驱动、断路器跳闸等） 发生可能性高，大于10−1 II 安全功能降级（精度、响应时间等） 产生报警，通过系统诊断特征可测 可能发生，10−1~10−2 III 安全功能冗余丧失 通过定期试验暴露 偶尔发生，10−2~10−3 IV 需维护修复否则影响系统功能 超出正常监督测试范围之外的缺陷，除非叠加故障发现或刻意排查 可能性低，10−3~10−6 V 基本不可能发生，小于10−6 
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表 2 内嵌式自诊断信息
Table 2. Embedded Self-diagnostic Information
机柜 设备 故障代码 故障特征 故障类型 故障信息重要性 纠正行动 逻辑柜 处理器模件 0E 中止 内部故障 表决信息有误 更换处理器卡件 逻辑柜 处理器模件 01 暂停 未知故障 未知故障 重启处理器；重新装载应用程序；更换模件 逻辑柜 处理器模件 0D 中止 内部故障 计时器故障 更换处理器卡件 采集柜 模拟量输入卡 NA 通道红灯 采集信号漂移 处理功能故障 通道回路检查 采集柜 模拟量输入卡 NA 通道红灯 超量程 通道异常 动态自检
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表 3 FMEA数据库示例
Table 3. FMEA Database Example
设备 故障
模式故障
分级故障及级
联故障特
征与影响功能影响 探测方法 配置信息 应急预
案/规程历史维
护记录经验
反馈安装通
道名仪表点名 模拟量输入卡件 单通道故障 1-3-6 通道显示为量程值；质量点坏点 影响双稳态功能触发；质量为坏点；安全功能不丧失但表决逻辑退化 产生局部触发报警；传感器故障报警；序列间比较偏差报警 CH2 PCS-JE-PT040 AI688模件更换规程 工单号：100378 某核电机组仪控卡件维护隔离
失效CH3 SFS-JE-PT019A CH4 SGS-JE-PT035
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